با توجه به نیاز ثبت تردد وسایل نقلیه در حدود 60 ساختمان متعلق به یکی از بانکهای دولتی، شرکت راهبری صنایع بهساز به‌عنوان بازوی فنی بانک موظف گردیده‌است که سامانه‌ای جهت ثبت این ترددها راه‌اندازی نماید. جهت کاهش هزینه‌های اجرایی در نظر می‌باشد که از کامپیوترهای موجود در ساختمان‌ها به عنوان سرور پلاک‌خوانی استفاده گردد و همچنین حتی الامکان از دوربین‌های موجود به عنوان دوربین پلاک‌خوان استفاده شود. این درخواست موجب بروز ملاحظات فنی از سوی کارفرما می‌گردد. یکی از نرم‌افزارهای مورد تست دراین بررسی، نرم‌افزار مدیریت پارکینگ (پلاک‌خوانی)می‌باشد.
ملاحظات فنی درخواست کارفرما
1. منابع سخت‌افزاری مورد نیاز
با توجه به تمایل کارفرما مبنی بر استفاده از کامپیوترهای معمولی به عنوان سرور پلاک‌خوانی، باید معماری پردازشی سیستم به گونه‌ای باشد که این ملاحظه ضمن عدم اختلال در فرآیند پلاک‌خوانی امکان اقدامات روزمره کامپیوتر موجود را نیز فراهم نماید، همچنین این سامانه اتوماسیون توانمندی مدیریت خودکار یک پارکینگ را با تمام جزییات فراهم شده در به‌روزترین سیستم‌های دنیا دارا می باشد که ارایه هرکدام از جزییات مورد اشاره امکان ایجاد ارزش افزوده را فراهم می‌نماید، لکن چون در محیط پیش‌بینی شده برای دمو امکان ارایه فراهم نیست، به حداقل جزییات ممکن اکتفا شد.
2. تعیین مصادیق ورود و خروج
جهت ثبت پلاک خودرو وارد شده به پارکینگ در سامانه، ده شیوه پیش بینی گردیده است که هر کدام نیازمندی‌های سخت‌افزاری خاصی دارند.با توجه به رویکرد استفاده از حداقل منابع جهت کاهش هزینه تمام شده، تصمیم گرفته شد که مبنای ثبت ورود برای خودرو، تشخیص پلاک در نظر گرفته شود و مبنای خروج تشخیص مجدد پلاک باشد، به این صورت که اگر پلاکی در تصویر مشاهده شد که در بانک اطلاعاتی ورودی برای آن ثبت شده بود، خروج برای آن پلاک ثبت شود. البته در این روش دو حالت خطا ممکن است رخ دهد، اول اینکه پلاک بنا به دلایلی مانند کثیف بودن یا پنهان شدن زیر سپر عمدی یا سهوی در تصویر تشخیص داده نشود که در ذیل سرفصل تعاریف به عنوان خطای بتا تعریف شده است. دوم اینکه پلاک مقابل دوربین متوقف باشد که باعث ثبت چند‌باره پلاک می شود که با توجه به این که ثبت دوم به منزله خروج تلقی می گردد موجب ثبت داده خطا در سیستم خواهد شد.
به منظور جلوگیری از خطای بتا استفاده از سنسورهای جانبی تشخیص حضور خودرو توصیه می شود و به منظور جلوگیری از خطای دوم دو شیوه قابل اجراست. در شیوه اول یک بازه زمانی به عنوان فاصله ثبت ورود تا خروج در نظر گرفته می‌شود تا در صورتی که پلاک به دلیل توقف خودرو مقابل دوربین چند‌بار مشاهده و ثبت گردید ورود یا خروج فقط یک‌بار ثبت شود. دوم اینکه از سنسور های جانبی که ورود یا خروج را تشخیص دهند به عنوان مرجع تشخیص استفاده گردد که با توجه به رویکرد استفاده از حداقل منابع شیوه اول ملاک تشخیص قرارگرفت که خطای دوم را تقریبا به صفر می‌رساند ولی خطای بتا در این شیوه قابل حذف نیست.
تعاریف
پلاک قابل پلاک‌خوانی
پلاکی که تمامی کاراکترهای آن با چشم قابل رویت باشد و در زاویه دید مناسب برای دوربین پلاک‌خوان باشد
ورود خودرو
اولین ثبت پلاک هر خودرو به عنوان ورود آن خودرو به پارکینگ تعریف می‌گردد.
خروج خودرو
دومین ثبت پلاک هر خودرو پس از گذشت بازه زمانی تعریف شده در سیستم خروج آن خودرو از پارکینگ تعریف می‌گردد.
خودرو پرسنل
در بخش ورود اطلاعات پایه سیستم، قسمتی جهت ثبت پلاک‌های مربوط به خودرو پرسنل در نظر گرفته شده است که در گزارشات تردد به عنوان تردد پرسنل قابل مشاهده خواهد بود.
خودرو میهمان
در بخش گزارشات، پلاک‌هایی که به عنوان پرسنل تعریف نشده باشند، به عنوان میهمان ثبت گردیده‌اند.
خودرو گروه خاص
در بخش تعاریف پایه، امکان تعریف چند گروه خاص وجود دارد که برای هر گروه خاص امکان تعریف پلاک‌های زیرمجموعه، مقدور می‌باشد. به عنوان مثال، گروه ماشین حمل پول تعریف شده است که پلاک‌های ثبت شده در این گروه به‌صورت متداول تردد در ساختمان رفت و آمد داشته اند در قسمت گزارشات امکان گزارش اختصاصی جهت گروه خاص ماشین‌های حمل پول فراهم است.
انواع خطا
آنالیز تاثیر میزان اهمیت عوامل مختلف در بروز خطا در پلاک خوانی
با توجه به موارد فوق، اولین خطایی که در پروسه پلاک‌خوانی با اهمیت به نظر می رسد، خطای گاماست.لکن این خطا، تابعی از دو خطای دیگر است.
میزان تاثیر عوامل مختلف در خطاها (البته به فرض صحت کامل عملکرد شبکه و زیرساخت) به شرح ذیل هستند:
درصد خطا ی پلاک‌خوان
درصد خطا‌های پلاک‌خوان در محل آزمایش در روزهای انجام گرفته به تفکیک، مطابق جدول ذیل می باشد.
آنالیز توانایی عملکردی پلاک‌خوان
به واسطه تجربیات متعدد پیاده سازی نرم‌افزارپلاک‌خوان، این نرم‌افزار، جزو قوی ترین نرم‌افزارها در حوزه مدیریت پارکینگ و پلاک‌خوانی به شمار می رود، لکن نظر به مشکلات به‌وجود آمده در زیر ساخت و شبکه در زمان تست که خارج از اختیارات نرم‌افزار بوده است، نیازمند تدقیق بیشتر، قبل از مقایسه توانایی نرم‌افزارها هستیم. گزارش عملکردی نرم‌افزار پلاک‌خوان در نگاه اول به‌صورت ذیل است:
همانطور که در بخش شرح اقدامات صورت گرفته مطرح شد، وجود قطعی دوره ای در شبکه شرکت بهساز و تغییر ایجادشده توسط کارشناس شرکت بهساز (که موجب افزایش شدید نویز گردید)در بخشی از تنظیمات دوربین پلاک‌خوان به دلیل افزودن به NVR) Network Video Recorder-شبکه ضبط ویدیویی)و همچنین زاویه نامناسب دوربین، موجب اختلال در اقدام پلاک‌خوانی توسط نرم‌افزار شد. اگر به آنالیز تاثیر میزان اهمیت عوامل مختلف در بروز خطا در پلاک‌خوانی دقت کنیم، متوجه می شویم که مهم ترین عامل موثر در بروز خطای آلفا، کیفیت موتور پردازشگر (انجین) پلاک‌خوانی است. به دلیل کیفیت عالی انجین پلاک‌خوانی نرم‌افزار، خطای آلفا در امن پایش صفر بوده است، بنابراین با توجه به پارامترهای موثر در خطای بتا، به دلیل قطع دورهای تصویر، افزایش نویز دوربین و همچنین زاویه نامناسب، خطای بتا به عدد 23% رسیده‌است که باید به‌گونه ای برنامه‌ریزی گردد که این اتفاق در عمل به وجود نیاید.
بازخوردهای فنی جهت توسعه
در مراحل اجرای دمو، بازخوردهایی دریافت شد که بلافاصله با تیم توسعه در میان گذاشته شده و به‌روزرسانی‌هایی بر روی نرم‌افزار انجام گرفت. این بازخوردها به شرح ذیل هستند:
1.در بخش گزارشات، به درخواست کارفرما، ستونی جهت نمایش تصویر پلاک قرائت شده ایجاد گردید تا بررسی خطای آلفا را سرعت بخشد.
2.با توجه به اعلام نیاز کارفرما مبنی بر استفاده از کامپیوترهای معمولی به عنوان سرور پلاک‌خوانی در بخش پردازش، معماری را به گونه‌ای تغییر داده شد که سیستم با کمترین منابع سخت‌افزاری بهترین عملکرد را داشته باشد.
3.با توجه به گستردگی جغرافیایی پروژه، کارفرما جهت کاهش هزینه‌های نگهداری در بخش هسته نرم‌افزاری، بخش‌های مختلف نرم‌افزار به سرویس تبدیل شد تا در صورت بروز هرگونه خطایی در منابع سخت‌افزاری در کوتاه ترین زمان ممکن مجددا شروع به کار نماید.
4.با توجه به گستردگی شبکه کارفرما در بخش شبکه، با توجه به چند مورد قطع شدن شبکه، ماژولی جهت ارسال اطلاع رسانی وضعیت شبکه طراحی گردید که در کنار سیستم ثبت اطلاعات (log) گزارشات کاملی از وضعیت شبکه ارایه نماید.
5.با توجه به نظر کارفرما در خصوص استفاده حتی‌الامکان از دوربین‌های موجود که برای پلاک‌خوانی طراحی نشده اند و همچنین سهولت نصب پلاک‌خوان توسط تکنیسین های شرکت بهساز، تولید ابزاری پیشنهاد می شود تا اقدامات زیر را انجام دهد:
5-1. شناسایی بهترین تنظیمات دوربین (منبع تصویر):
تصویری که ورودی هوش مصنوعی قرار می گیرد، بعضا نیازمند تنظیماتی متفاوت با تنظیمات متناظر با بهترین تجربه بصری است. برای شناسایی تنظیمات بهینه دوربین موجود در انجام پروسه پلاک‌خوانی، شخص نا‌متبحر یا نیمه‌متبحر در این حوزه، نیازمند ابزاری است که از تنظیمات حرفه‌ای منبع تصویر همچون سطح WDR (طیف گسترده پویا /Wide Dynamic Range) میزان I-Frame interval و مواردی از این دست اطمینان پیدا نماید.
5-2. شناسایی بهترین موقعیت نصب دوربین:
به منظور بررسی عملی زاویه دوربین با بردار هادی صفحه پلاک، این قابلیت به نصاب کمک می‌کند تا بهترین زاویه نصب دوربین را شناسایی نماید.
5-3. تعیین نیاز به منبع نوری مکمل در صورت نیاز:
تعیین نیاز یا عدم نیاز به منبع نوری مکمل علاوه بر دوربین، از اهمیت ویژه ای در بهبود ANPR (شناسایی خودکار شماره صفحه/ Automatic number plate recognition) برخوردار است که این ابزار به سنجش دقیق‌تر آن کمک خواهد‌کرد.
6.نظر به ضعف دوربین‌های موجود در ارایه چند استریم ویدیویی همزمان (در صورتی که چند کلاینت خواهان مشاهده وضعیت پارکینگ باشند، چند استریم تصویر نیاز است از دوربین گرفته شود که در این صورت کیفیت تمامی تصاویر به‌صورت ناخواسته توسط دوربین کاهش‌داده‌خواهد‌شد)، ماژول Re Stream قابل ارایه و اتصال به فرجا است که خود یک استریم از دوربین گرفته، به تعداد مورد نیاز پلاک‌خوانی و کلاینت‌ها از آن بازتولید می شود.
7.در بخش تشخیص ورود یا خروج، رویکرد استفاده حداقلی از منابع توسعه افزونه‌ای در دستور کار قرار گرفت. به بیان دیگر، به‌جای استفاده از سنسورهای نوری، با پردازش تصویر، عبور خودرو و همچنین جهت ورود یا خروج تشخیص داده شود. با استفاده از این افزونه حتی در زمانی که پلاک خودرو، در تصویر قابل رویت نباشد، سیستم می‌تواند تصویر خودرو را به همراه اطلاع رسانی مورد نیاز به اپراتور انسانی ارسال نماید تا دستورالعمل تعیین شده برای این موارد انجام شود، با اجرای این افزونه بروز خطای بتا نزدیک به صفر خواهد شد و کارآمدی سیستم به 100% ارتقا می‌یابد.
8.در بخش تشخیص پلاک، در صورت عدم امکان قرائت تمامی حروف، افزودن قابلیت حدس زدن کاراکترهای ناخوانا با توجه به پلاک‌های ثبت شده قبلی در بانک اطلاعاتی در دستور کار قرار گرفت که این افزونه تاثیر قابل‌توجهی در کاهش خطای بتا خواهد داشت و به طور محسوس، در پلاک هایی که کاراکتر صفر در آنها وجود دارد، میزان خطای گاما کاهش خواهد یافت.
جـــمع بنــدی
و نتیجه گیری
با در نظر گرفتن مجموع تعداد پلاک‌هایی که رفت و آمد داشته اند، سامانه در خصوص خطای آلفا که نشان دهنده توانمندی سیستم OCR (تشخیص شخصیت نوری/ Optical Character Recognition) در تشخیص صحیح پلاک می‌باشد، فاقد خطا بوده، به بیان دیگر 100% کارآمد عمل کرده است. به بیان دیگر، پلاک‌هایی که خوانده‌نشده‌اند، همانطور که به‌صورت مفصل در آنالیز توانایی عملکردی سیستم پلاک‌خوان بررسی شد، متاثر از زاویه نامناسب پلاک، تغییر ناخواسته در تنظیمات انجام شده کارشناسان و خطای شبکه بوده، این خطاها متاثر از کیفیت نرم‌افزار پلاک‌خوان نبوده‌اند. در خصوص مواردی نیز که به‌عنوان خطای بتا اتفاق افتاده با حذف عوامل تاثیرگذار و بروزرسانی‌های پیش بینی شده دستیابی به عملکرد 100% میسر خواهد شد. به بیان دیگر، با انجام اقدامات اصلاحی پیشنهادی در این گزارش، خطای کل (خطای گاما) در این پروژه پلاک‌خوانی، امکان نزدیک شدن به صفر را دارد.